我们可以使用 static_assert 来检测结构中的填充吗？

Question

这是其他question的后续行动

我试图在编译时确定特定实现是否在结构中添加了未命名的填充。像 gcc 这样的特定实现允许使用编译指示来控制结构中的填充和对齐，但代价是与其他实现兼容。由于 C11 的 n1570 草案需要 static_assert 和 offset_of，我想使用它们来查看实现是否在成员之间使用了填充。

这是代码的相关部分（参考问题中的完整代码）：

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <assert.h>

struct quad {
    int x;
    int y;
    int z;
    int t;
};

int main() {
    // ensure members are consecutive (note 1)
    static_assert(offsetof(struct quad, t) == 3 * sizeof(int),
        "unexpected padding in quad struct");
    struct quad q;
    ...

正如 6.7.2.1 结构和联合说明符 § 15 所说：

在结构对象中，非位域成员和位域所在的单元 驻留的地址按照声明的顺序增加。一个指针 适当转换的结构对象指向其初始成员（或者如果该成员是 位域，然后到它所在的单元），反之亦然。可能有未命名的 在结构对象内填充，但不在其开头。

我假设如果结构中元素的偏移量是在它之前声明的元素大小的总和，那么这些元素之间不能存在填充，它们应该被连续分配，因此如果它们是同类型。

问题是：上面的假设是错误的吗（参考问题上的 cmets 让我们想想）为什么？

Answer 1

理论上，t 之后的结构末尾可能有填充，您的断言没有捕获（这可能是也可能不是有意的）。您的假设在其他方面是正确的，这完全可以很好地使用 offsetof 和 static_assert 来检测成员变量之间的任何填充。

更好的选择可能是：

static_assert( offsetof(struct quad, t) == sizeof(struct quad)-sizeof(int),

这也捕获了结构末尾的填充。此外，它使断言更加灵活，以防在代码维护期间更改结构成员。